Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2013 в 08:38, доклад
Постреляционная модель представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля — поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. По сравнению с реляционной моделью в постреляционной модели данные хранятся более эффективно, а при обработке не потребуется выполнять операцию соединения данных из двух таблиц.
Оренбург 2010
Постреляционная модель
Постреляционная модель представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля — поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. По сравнению с реляционной моделью в постреляционной модели данные хранятся более эффективно, а при обработке не потребуется выполнять операцию соединения данных из двух таблиц.
Поскольку постреляционная модель допускает хранение в таблицах ненормализованных данных, возникает проблема обеспечения целостности и непротиворечивости данных. Эта проблема решается включением в СУБД соответствующих механизмов.
Достоинством постреляционной модели является: возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффективности ее обработки.
Недостатком постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.
Постреляционная модель использует трехмерные структуры, позволяя хранить в полях таблицы другие таблицы. Тем самым расширяются возможности по описанию сложных объектов реального мира. В качестве языка запросов используется несколько расширенный SQL, позволяющий извлекать сложные объекты из одной таблицы без операций соединения.
В конце 1997 года компания InterSystems Corp. выпустила постреляционную СУБД Cache.
Cache - высокопроизводительная промышленная СУБД, интегрированная с технологией разработки Web-приложений - Cache Server Pages.
СУБД Cache относится к постреляционным СУБД. Термин "постреляционная СУБД" обозначает принадлежность Cache к СУБД нового поколения. Имеется в виду не столько аспект времени, сколько ряд технологических преимуществ: единая архитектура данных и полная поддержка Cache объектно-ориентированных технологий.
Основные элементы архитектуры СУБД Cache:
1) платформы, на которых работает Cache;
2) Многомерный сервер данных;
3) три способа доступа к данным;
4) язык описания бизнес-логики Cache ObjectScript;
5) интерфейсы к средствам проектирования и разработки приложений и Web-технология Cache Server Pages.
Cache - кроссплатформенная система. Cache поддерживает следующие операционные системы: всю линейку Windows, Linux, основные реализации Unix и Open VMS. Большое внимание уделяется платформе Itanium.
Данные в Cache хранятся под управлением Многомерного сервера данных. В основе Cache лежит транзакционная многомерная модель данных (TMDM), которая позволяет хранить и представлять данные так, как они чаще всего используются. Многомерный сервер данных снимает многие ограничения, накладываемые реляционными СУБД, которые хранят данные в двумерных таблицах, ведь если реляционная модель состоит из большого количества таблиц, что необходимо при работе со сложными структурами данных, это существенно усложняет и замедляет выполнение сложных транзакций и ведет к хранению излишней информации.
Cache хранит данные в виде многомерных разреженных массивов - глобалей. Уникальная транзакционная многомерная модель данных позволяет избежать проблем, присущих реляционным СУБД, оптимизируя данные на уровне хранения.
Cache ориентирована на системы обработки транзакций (Online Transaction Processing). Многомерный сервер данных Cache предназначен для обработки транзакций в системах с большими и сверхбольшими БД (сотни гигабайт, терабайты) и большим количеством одновременно работающих пользователей. Многомерный сервер данных Cache позволяет разработчикам получить великолепную производительность, отказавшись от хранения избыточных данных и таблиц. Реляционная модель не всегда подходит для описания сложных предметных областей. Транзакционная модель данных Cache позволяет оптимизировать данные на уровне хранения, поддерживать объектную модель и сложные типы данных. Все эти возможности значительно упрощают создание сложных систем.
В Cache реализована концепция Единой архитектуры данных. К одним и тем же данным, хранящимся под управлением Многомерного Сервера Данных Cache есть три способа доступа: прямой, объектный и реляционный:
1) Cache Direct Access - прямой доступ к данным, обеспечивает максимальную производительность и полный контроль со стороны программиста. Разработчики приложений получают возможность работать напрямую со структурами хранения. Использование этого типа доступа накладывает определенные требования на квалификацию разработчиков, но понимание структуры хранения данных в Cache позволяет оптимизировать хранение данных приложения и создавать сверхбыстрые алгоритмы обработки данных;
2) Cache SQL - реляционный доступ, обеспечивающий максимальную производительность реляционных приложений с использованием встроенного SQL. Разработчик может использовать разные типы триггеров и хранимых процедур. Все это позволяет Cache успешно конкурировать с реляционными СУБД. Даже без использования прямого и объектного доступа приложения на Cache работают быстрее за счет высокой производительности Многомерного Сервера Данных;
3) Cache Objects - объектный доступ, для максимальной продуктивности разработки при использовании Java, Visual C++, VB и других ActiveX-совместимых средств разработки, таких как PowerBuilder и Delphi. В Cache реализована объектная модель в соответствии с рекомендациями ODMG (Группа управления объектными базами данных - Object Database Management Group). Постреляционная СУБД Cache конкурирует с объектными СУБД, значительно превосходя их по таким показателям как:
1) надежность;
2) производительность;
3) удобство разработки.
СУБД Cache - открытый продукт, который имеет множество интерфейсов, позволяющих разработчику использовать вместе с Cache любые современные технологии.
Современная СУБД должна предоставлять необходимые механизмы работы с XML.
В Cache реализована полноценная поддержка XML, задачи:
1) обмен информацией между различными информационными системами;
2) новые протоколы роуминга;
3) разработка приложений мобильной коммерции решаются с помощью XML.
Cache не хранит XML-документы в текстовых файлах, Memo-полях или реляционных таблицах. Полная поддержка Cache объектной модели позволяет автоматически трансформировать сложные XML-документы в классы объектов Cache. С помощью Cache Server Pages, Web-технологии компании InterSystems, можно генерировать не только HTML страницы, но и страницы с XML-содержанием.
Таким образом, появляется возможность использовать XML с Cache как для обмена информацией между различными информационными системами, так и для реализаций приложений электронной и мобильной коммерции (WAP).
Cache Server Pages - объектная Web-технология Cache, позволяющая использовать производительность и масштабируемость СУБД Cache для быстрого создания сложных Intranet- и Internet-приложений, взаимодействующих с БД. При разработке Web-приложений, Cache является не только СУБД, но и Сервером Приложений. В Cache хранятся классы, соответствующие CSP-страницам, и при обращении к CSP-странице выполняются методы, генерирующие HTML или XML.
Технология Cache Server Pages - обеспечивает обмен данными между постреляционной СУБД Cache и Web-сервером, используя стандартные интерфейсы. Такая архитектура позволяет создавать высокопроизводительные, масштабируемые Internet- или Intranet-приложения, так как:
1) данные хранятся очень близко к Web-приложению;
2) относительно небольшая нагрузка на Web-сервер (Web-сервер только перенаправляет запросы пользователей на Сервер приложений Cache) и высокая производительность СУБД Cache позволяет обрабатывать запросы большого количества пользователей.
Cache обладает всеми характеристиками промышленной системы:
1) высокой производительностью;
2) надежностью;
3) масштабируемостью;
4) открытостью;
5)переносимостью.
Для обеспечения надежности в Cache предусмотрены такие механизмы как журнал до и после записи, теневой сервер, репликация, "горячее" резервное копирование.
Cache - "открытая" система, поддерживается множество интерфейсов к средствам проектирования и разработки приложений. Cache работает практически на всех популярных платформах с наиболее распространенными Web-серверами. При этом обеспечивается полная переносимость приложений с платформы на платформу.
Решения на базе Cache позволяют разработчикам получить дополнительную прибыль от разработки, а потребителям - получить высокопроизводительные решения, сэкономив на приобретении и эксплуатации приложения.
На продуктах InterSystems Corp. реализованы:
1) банковские системы;
2) автоматизированные системы расчетов для предприятий электросвязи и операторов сотовой связи;
3) системы управления предприятиями;
4) тарификационные системы;
5) Web-порталы и другие интересные приложения.
Постреляционная СУБД POSTGRES95
СУБД POSTGRES95 была спроектирована и разработана в Калифорнийском университете г. Беркли под руководством известного специалиста в области баз данных профессора Стоунбрейкера.
Направление POSTGRES принадлежит к числу так называемых постреляционных систем. В настоящее время основным предметом критики последних является не их недостаточная эффективность, а присущая этим системам некоторая ограниченность при использовании в нетрадиционных областях, в которых требуются предельно сложные структуры данных. Другим, часто отмечаемым недостатком реляционных баз данных, является невозможность адекватного отражения семантики предметной области. Поэтому современные исследования в области постреляционных систем, главным образом, посвящены устранению именно этих недостатков, и во многом требования к этим системам означают просто необходимость реализации свойств, отсутствующих в большинстве текущих реляционных СУБД.
В POSTGRES95 есть механизм журнализации изменений, откатов транзакций и восстановления БД после сбоя. Особенность системы управления памятью заключается в том, что не ведется обычная журнализация и мгновенно обеспечивается корректное состояние БД с утратой состояния в оперативной памяти. Также система управления памятью поддерживает исторические данные, соответствующие возможности работы с которыми заложены в язык POSTQUEL. Запросы могут содержать выборку данных в определенное время, в определенном интервале времени.
Язык запросов СУБД POSTGRES95 - POSTQUEL- является вариантом нового стандарта языка SQL-3. Он имеет операторы для:
1) определения схемы базы данных (CREATE TABLE, ALTER TABLE);
2) манипулирования данными (UPDATE- заменить, DELETE - удалить, SELECT- выбрать, INSERT- вставить и др.);
3) операторы управления транзакциями;
4) предоставлений и ограничений доступа и др.
POSTQUEL поддерживает два
типа функций: SQL-функции и функции,
написанные на языке
1) pg_database - базы данных;
2) pg_class - отношения;
3) pg_attribut - атрибуты;
4) pg_proc - процедуры;
5) pg_type - типы;
6) pg_aggregate - функции и агрегаты.
Каждый класс располагается в файле с соответствующим именем, которое начинается с pg, куда помещаются все вносимые пользователем изменения при создании таблиц, типов, функций и т.д. Между классами установлены отношения, которые позволяют связывать различные структуры и осуществлять внутренние операции между ними.
Архитектура СУБД POSTGRES95 основана на модели "клиент-сервер"
Сессия с СУБД состоит из следующих взаимодействующих процессов:
1) postmaster - управляющий процесс-демон, который руководит взаимодействием между внешними и внутренними процессами;
2) postgres - внутренний серверный процесс базы данных, исполняющий запросы клиента. Postmaster всегда запускает новый postgres-процесс для каждого клиентского приложения. Этот серверный процесс выполняется на машине сервера;
3) внешняя прикладная программа, которая может находиться на другом компьюторе. Она соединяется с postgres через postmaster.
В СУБД POSTGRES95 реализованы две основные возможности доступа к своим базам данных:
1) через psql - интерфейс командной строки командной оболочки Shell, Psql - это интерактивный терминальный монитор, позволяющий пользователю формулировать, редактировать и выполнять наборы команд - операторов языка POSTQUEL;
2) из прикладной программы, написанной на языке программирования Си (или другом языке) с использованием функций прикладного интерфейса LIBPQ.